Дистилляционное устройство
Владельцы патента RU 2657901:
КАБУСИКИ КАЙСЯ КОБЕ СЕЙКО СЕ (КОБЕ СТИЛ, ЛТД.) (JP)
Дистилляционное устройство включает сепаратор (22), холодильник (24), нагреватель (26) и теплосборный контур (30). Теплосборный контур (30) включает циркуляционный канал (32), выполненный с возможностью соединения холодильника и нагревателя, компрессор (34), расширительный механизм (34), резервуарную секцию (40), способную сохранять рабочую среду в жидком состоянии, и регулирующую циркулирующее количество секцию (50), которая регулирует циркулирующее количество рабочей среды. Регулирующая циркулирующее количество секция (50) регулирует вытекающее в циркуляционный канал (32) количество рабочей среды, которая содержится в резервуарной секции (40), или втекающее в резервуарную секцию (40) количество рабочей среды, которая циркулирует в циркуляционном канале (32), таким образом, что циркулирующее количество увеличивается или уменьшается в зависимости от увеличения или уменьшения скорости потока первой выпускаемой текучей среды. Технический результат: эффективный сбор тепловой энергии первой выпускаемой текучей среды. 9 з.п. ф-лы, 5 ил.
Область техники, к которой относится изобретение
[0001] Настоящее изобретение относится к дистилляционному устройству.
Уровень техники
[0002] Существует известное дистилляционное устройство, в котором используется процесс дистилляции. Например, патентный документ 1 описывает разделительный технологический модуль, включающий сепаратор, компрессор, теплообменник и холодильник. Сепаратор разделяет впускаемую текучую среду, включающую первый компонент и второй компонент, который отличается от первого компонента, на первую выпускаемую текучую среду, включающую первый компонент, и вторую выпускаемую текучую среду, включающую второй компонент. Компрессор сжимает первую выпускаемую текучую среду, отделяемую сепаратором. Теплообменник обеспечивает осуществление теплообмена между первой выпускаемой текучей средой, сжимаемой компрессором, и второй выпускаемой текучей средой, отделяемо сепаратором. Холодильник охлаждает первую выпускаемую текучую среду после осуществления теплообмена в теплообменнике. Первая выпускаемая текучая среда, которая вытекает из холодильника, и вторая выпускаемая текучая среда, которая вытекает из теплообменника, соответственно, возвращаются в сепаратор.
[0003] В данном разделительном технологическом модуле тепловая энергия первой выпускаемой текучей среды, которая вытекает из сепаратора, поступает в теплообменник, и в результате этого вторая выпускаемая текучая среда, которая вытекает из сепаратора, нагревается в теплообменнике. Таким образом, уменьшение тепловой энергии (сбережение энергии), которая требуется для нагревания второй выпускаемой текучей среды, достигается посредством эффективного использования тепловой энергии первой выпускаемой текучей среды.
[0004] В разделительном технологическом модуле, который описывается в патентном документе 1, первая выпускаемая текучая среда, которая вытекает из сепаратора, сжимается компрессором, а затем вводится в теплообменник, и в результате этого собирается тепловая энергия первой выпускаемой текучей среды. Таким образом, когда первая выпускаемая текучая среда включает, в качестве первого компонента, такой компонент, непосредственное сжатие которого оказывается затруднительным (например, компонент, который становится чрезвычайно неустойчивым в условиях высокого давления, или компонент, который набухает в гидрозащите компрессора), использование данного разделительного технологического модуля оказывается затруднительным.
[0005] В дистилляционной установке, которая описывается в патентном документе 2, тепловая энергия пара из верхней части колонны поступает в испарительный резервуар посредством использования тепловой насос. Таким образом, в дистилляционной установке, которую описывает патентный документ 2, тепловая энергия текучей среды, которая вытекает из верхней части колонны (сепаратора), косвенно собирается с помощью теплового насоса без непосредственного сжатия текучей среды в компрессоре.
[0006] В дистилляционном устройстве, которое описывается в патентном документе 3, тепловая энергия пара из верхней части колонны косвенно собирается дистилляционным ребойлером за счет использования теплового насоса, в котором в качестве среды используется вода. Патентный документ 3 описывает, что регулирование нагрузки теплового насоса осуществляется посредством изменения степени открывания обводной линии компрессора и впускной лопатки или посредством изменения скорости вращения компрессора.
[0007] Хотя в дистилляционном устройстве, которое описывается в патентном документе 3, осуществляется регулирование нагрузки теплового насоса, отсутствует ограничение степени этого регулирования. Другими словами, в дистилляционном устройстве, которое описывается в патентном документе 3, оказывается затруднительным гибкое устранение колебаний скорости потока текучей среды, которая вытекает из верхней части сепаратора.
Список цитируемой литературы
Патентная литература
[0008] Патентный документ 1: публикация японской нерассмотренной патентной заявки № 2012-045449
Патентный документ 2: публикация японской нерассмотренной патентной заявки № 2000-051602
Патентный документ 3: публикация японской рассмотренной патентной заявки № H06-009641 (1994 г.)
Сущность изобретения
[0009] Задача настоящего изобретения заключается в том, чтобы предложить дистилляционное устройство, работающее таким образом, что даже когда первая выпускаемая текучая среда, которая вытекает из сепаратора, включает компонент, непосредственное сжатие которого оказывается затруднительным, оно становится способным эффективно собирать тепловую энергию первой выпускаемой текучей среды и способным эффективно собирать тепловую энергию первой выпускаемой текучей среды в зависимости от колебаний скорости потока первой выпускаемой текучей среды.
[0010] Дистилляционное устройство согласно аспекту настоящего изобретения включает: сепаратор, который разделяет впускаемую текучую среду, включающую первый компонент и второй компонент, на первую выпускаемую текучую среду, включающую первый компонент, и вторую выпускаемую текучую среду, включающую второй компонент; холодильник для охлаждения первой выпускаемой текучей среды, которая вытекает из сепаратора; нагреватель для нагревания второй выпускаемой текучей среды, которая вытекает из сепаратора; и теплосборный контур, который включает рабочую среду и передает тепловую энергию, полученную от первой выпускаемой текучей среды в результате теплообмена рабочей среды с первой выпускаемой текучей средой в холодильнике, второй выпускаемой текучей среде в результате теплообмена рабочей среды со второй выпускаемой текучей средой в нагревателе. Теплосборный контур включает: циркуляционный канал, который соединяет холодильник и нагреватель и обеспечивает циркуляцию рабочей среды; компрессор, который сжимает рабочую среду после того, как она получает тепловую энергию от первой выпускаемой текучей среды посредством осуществления теплообмена с первой выпускаемой текучей средой в холодильнике; расширительный механизм, который расширяет рабочую среду после того, как она передает тепловую энергию второй выпускаемой текучей среде посредством осуществления теплообмена со второй выпускаемой текучей средой в нагревателе; резервуарную секцию, присоединенную к циркуляционному каналу и способную сохранять рабочую среду в жидком состоянии; и регулирующую циркулирующее количество секцию, которая регулирует циркулирующее количество, которое представляет собой полное количество рабочей среды, циркулирующей в циркуляционном канале. Регулирующая циркулирующее количество секция регулирует вытекающее в циркуляционный канал количество рабочей среды, которое содержится в резервуарной секции, или втекающее в резервуарную секцию количество рабочей среды, которое циркулирует в циркуляционном канале, таким образом, что циркулирующее количество увеличивается или уменьшается в зависимости от увеличения или уменьшения скорости потока первой выпускаемой текучей среды.
Краткое описание чертежей
[0011] [Фиг. 1] Фиг. 1 представляет диаграмму, иллюстрирующую общий вид конфигурации дистилляционного устройства согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения.
[Фиг. 2] Фиг. 2 представляет технологическую схему, иллюстрирующую процедуру работы блока управления дистилляционного устройства, проиллюстрированного на фиг. 1.
[Фиг. 3] Фиг. 3 представляет диаграмму, иллюстрирующую общий вид конфигурации дистилляционного устройства согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения.
[Фиг. 4] Фиг. 4 представляет технологическую схему, иллюстрирующую процедуру работы блока управления в процессе включения теплосборного контура в дистилляционном устройстве, проиллюстрированном на фиг. 3.
[Фиг. 5] Фиг. 5 представляет технологическую схему, иллюстрирующую процедуру работы блока управления в процессе выключения теплосборного контура в дистилляционном устройстве, проиллюстрированном на фиг. 3.
Описание вариантов осуществления
[0012] Предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения подробно разъясняются ниже со ссылкой на чертежи.
[0013] (Первый вариант осуществления)
Дистилляционное устройство согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения разъясняется со ссылкой на фиг. 1 и фиг. 2.
[0014] Как проиллюстрировано на фиг. 1, дистилляционное устройство включает сепаратор 22, холодильник 24, в котором охлаждается первая выпускаемая текучая среда, которая вытекает из сепаратора 22, нагреватель 26, в котором нагревается вторая выпускаемая текучая среда, которая вытекает из сепаратора 22, и теплосборный контур 30. Дистилляционное устройство представляет собой устройство, способное косвенно передавать тепловую энергию первой выпускаемой текучей среды, имеющей относительно низкую температуру, второй выпускаемой текучей среде, имеющей относительно высокую температуру, посредством рабочей среды.
[0015] Сепаратор 22 разделяет впускаемую текучую среду, включающую первый компонент и второй компонент, который отличается от первого компонента, на первую выпускаемую текучую среду, включающую первый компонент, и вторую выпускаемую текучую среду, включающую второй компонент. Например, первая выпускаемая текучая среда представляет собой дистиллированный поток (жидкий дистиллят), включающий, в качестве первого компонента, множество веществ, имеющих низкую температуру кипения (высокую летучесть). Вторая выпускаемая текучая среда представляет собой донную фракцию колонны, включающую, в качестве второго компонента, множество веществ, имеющих более высокую температуру кипения, чем температура кипения первого компонента (имеющих менее высокую летучесть, чем летучесть первого компонента). Следует отметить, что впускаемая текучая среда втекает в сепаратор 22 через впускной канал 11. первая выпускаемая текучая среда втекает в холодильник 24 через выпускной канал 12. Вторая выпускаемая текучая среда втекает в нагреватель 26 через выпускной канал 15.
[0016] Холодильник 24 обеспечивает теплообмен, который осуществляют первая выпускаемая текучая среда и рабочая среда в теплосборном контуре 30, и в результате этого первая выпускаемая текучая среда охлаждается. Часть первой выпускаемой текучей среды, которая охлаждается в процессе теплообмена с рабочей средой в холодильнике 24, выпускается в окружающую среду через выпускной канал 13. Оставшаяся часть возвращается в верхнюю часть сепаратора 22 через вторичный впускной канал 14. Согласно данному варианту осуществления, холодильник 24 имеет такую конфигурацию, что он оказывается способным направлять охлаждающую среду (охлаждающую воду и т. д.) в холодильник 24 из внешнего источника охлаждения (не проиллюстрирован на чертеже). В частности, холодильник 24 включает содержащий охлаждающую среду канал 25, способный присоединяться к подающему охлаждающую среду каналу (не проиллюстрирован на чертеже) для направления охлаждающей среды из источника охлаждения в холодильник 24. Содержащий охлаждающую среду канал 25 включает соединительную секцию 25a, способную присоединяться к подающему охлаждающую среду каналу. Таким образом, согласно данному варианту осуществления, первая выпускаемая текучая среда может охлаждаться как рабочей средой, так и охлаждающей средой в холодильнике 24. Однако содержащий охлаждающую среду канал 25 может отсутствовать.
[0017] Нагреватель 26 обеспечивает теплообмен, в котором участвуют вторая выпускаемая текучая среда и рабочая среда теплосборного контура 30, и в результате этого нагревается вторая выпускаемая текучая среда. Часть второй выпускаемой текучей среды, которая нагревается посредством теплообмена с рабочей средой в нагревателе 26, выпускается в окружающую среду через выпускной канал 16. оставшаяся часть возвращается в нижнюю часть сепаратора 22 через вторичный впускной канал 17. Согласно данному варианту осуществления, нагреватель 26 имеет такую конфигурацию, что он оказывается способным направлять нагревающую среду (поток и т. д.) в нагреватель 26 из внешнего источника нагревания (не проиллюстрирован на чертеже). В частности, нагреватель 26 включает содержащий нагревающую среду канал 27, способный присоединяться к подающему нагревающую среду каналу (не проиллюстрирован на чертеже) для направления нагревающей среды из источника нагревания в нагреватель 26. Содержащий нагревающую среду канал 27 включает соединительную секцию 27a, которая способна присоединяться к подающему нагревающую среду каналу. Таким образом, согласно данному варианту осуществления, вторая выпускаемая текучая среда может нагреваться как рабочей средой, так и нагревающей средой в нагревателе 26. Однако содержащий нагревающую среду канал 27 может отсутствовать.
[0018] Теплосборный контур 30 представляет собой контур, который передает тепловую энергию, полученную от первой выпускаемой текучей среды рабочей средой в процессе теплообмена рабочей среды с первой выпускаемой текучей средой в холодильнике 24, второй выпускаемой текучей среде в процессе теплообмена рабочей среды со второй выпускаемой текучей средой в нагревателе 26. Таким образом, теплосборный контур 30 функционирует в качестве так называемого теплового насоса, который передает тепло от первой выпускаемой текучей среды, имеющий относительно низкую температуру, второй выпускаемой текучей среде, имеющий относительно высокую температуру, посредством рабочей среды. В частности, теплосборный контур 30 включает циркуляционный канал 32, в котором циркулирует рабочая среда, компрессор 34, который сжимает рабочую среду, и расширительный механизм 36, который расширяет рабочую среду.
[0019] Циркуляционный канал 32 последовательно соединяет холодильник 24, компрессор 34, нагреватель 26, и расширительный механизм 36 в данной последовательности без присоединения к каналу, в котором протекают первая выпускаемая текучая среда и вторая выпускаемая текучая среда. Разделяющий газовую и жидкую фазы сепаратор 37 устанавливается в части между холодильником 24 и компрессором 34 в циркуляционном канале 32. Следует отметить, что разделяющий газовую и жидкую фазы сепаратор 37 может отсутствовать.
[0020] Компрессор 34 устанавливается в части, расположенной ниже по потоку относительно холодильника 24 и выше по потоку относительно нагревателя 26 в циркуляционном канале 32. Компрессор 34 сжимает рабочую среду, которая в газообразном состоянии вытекает из холодильника 24, и в результате этого повышается температура. Рабочая среда в газообразном состоянии, которая вытекает из компрессора 34, втекает в нагреватель 26 и осуществляет теплообмен со второй выпускаемой текучей средой в нагревателе 26, и в результате этого она переходит в жидкое состояние.
[0021] Расширительный механизм 36 устанавливается в части, расположенной ниже по потоку относительно нагревателя 26 и выше по потоку относительно холодильника 24 в циркуляционном канале 32. Расширительный механизм 36 расширяет рабочую среду в жидком состоянии, которая вытекает из нагревателя 26, и в результате этого снижается давление. Рабочая среда в жидком состоянии, которая вытекает из расширительного механизма 36, втекает в холодильник 24 и осуществляет теплообмен с первой выпускаемой текучей средой в холодильнике 24, и в результате этого она переходит в газообразное состояние.
[0022] Как разъясняется выше, в дистилляционном устройстве тепловая энергия первой выпускаемой текучей среды, которая вытекает из сепаратора 22, не передается непосредственно второй выпускаемой текучей среде самой первой выпускаемой текучей средой, но косвенно передается второй выпускаемой текучей среде посредством рабочей среды циркулирующий в циркуляционном канале 32. В частности, тепловая энергия первой выпускаемой текучей среды собирается рабочей средой в процессе теплообмена с первой выпускаемой текучей средой и рабочей средой в холодильнике 24 и после этого передается второй выпускаемой текучей среде в процессе теплообмена рабочей среды и второй выпускаемой текучей среды в нагревателе 26. Таким образом, в дистилляционном устройстве первая выпускаемая текучая среда сама не сжимается в компрессоре 34 в качестве среды, обеспечивающей обмен тепловой энергией, рабочая среда циркулирующий в циркуляционном канале 32 сжимается в компрессоре 34 в качестве теплообменной среды. Таким образом, даже когда первая выпускаемая текучая среда включает в качестве первого компонента такой компонент, непосредственное сжатие которого оказывается затруднительным, становится возможным эффективный сбор тепловой энергии первой выпускаемой текучей среды посредством рабочей среды (уменьшение передачи тепловой энергии нагревателю 26).
[0023] Другими словами, в дистилляционном устройстве эффективный сбор тепловой энергии первой выпускаемой текучей среды достигается посредством простой установки единственного компрессора 34 и единственного расширительного механизма 36 по отношению к циркуляционному каналу 32.
[0024] Теплосборный контур 30 согласно данному варианту осуществления дополнительно включает приспособление, которое увеличивает и уменьшает, согласно увеличению и уменьшению скорости потока первой выпускаемой текучей среды, полное количество (далее называется термином "циркулирующее количество") рабочей среды, которая циркулирует в циркуляционном канале 32. В дистилляционном устройстве, когда колеблется скорость потока первой выпускаемой текучей среды, вытекающей из сепаратора 22, также колеблется тепловая энергия, которую рабочая среда может получать от первой выпускаемой текучей среды в холодильнике 24. Таким образом, оказывается возможным более эффективный сбор тепловой энергии первой выпускаемой текучей среды посредством увеличения и уменьшения циркулирующего количества рабочей среды, которая представляет собой среду, обеспечивающую обмен тепловой энергией, согласно увеличению и уменьшению скорости потока первой выпускаемой текучей среды. В частности, теплосборный контур 30 согласно данному варианту осуществления дополнительно включает резервуарную секцию 40, присоединенную к циркуляционному каналу 32, и регулирующую циркулирующее количество секцию 50, способную регулировать циркулирующее количество рабочей среды, циркулирующей в циркуляционном канале 32.
[0025] Резервуарная секция 40 включает резервуарный канал 42, присоединенный к циркуляционному каналу 32, и резервуар 44, установленный в резервуарном канале 42.
[0026] Резервуарный канал 42 присоединяется к циркуляционному каналу 32, который проходит параллельно части, где рабочая среда в жидком состоянии протекает в циркуляционном канале 32. В частности, расположенная выше по потоку концевая часть, резервуарного канала 42 присоединяется к части расположенной ниже по потоку относительно нагревателя 26 и расположенной выше по потоку относительно расширительного механизма 36 в циркуляционном канале 32. С другой стороны, к расположенной ниже по потоку концевой части резервуарного канала 42 присоединяется часть между соединительной секцией циркуляционного канала 32 и расположенной выше по потоку концевой частью резервуарного канала 42, и расширительный механизм 36, в циркуляционном канале 32. Таким образом, согласно данному варианту осуществления, рабочая среда в жидком состоянии, которая конденсируется в процессе теплообмена со второй выпускаемой текучей средой в нагревателе 26, содержится в резервуарном канале 42.
[0027] Резервуар 44 сохраняет рабочую среду в жидком состоянии. В резервуаре 44 находится детектор 44a, способный измерять количество жидкой рабочей среды, содержащейся в резервуаре 44. Рабочая среда в жидком состоянии, которую отделяет разделяющий газовую и жидкую фазы сепаратор 37, втекает в резервуар 44 через канал 38.
[0028] Регулирующая циркулирующее количество секция 50 увеличивает и уменьшает циркулирующее количество в циркуляционном канале 32 согласно увеличение и уменьшение скорости потока первой выпускаемой текучей среды. В частности, регулирующая циркулирующее количество секция 50 регулирует вытекающее в циркуляционный канал 32 количество рабочей среды, которое содержится в резервуарном канале 42 и резервуаре 44, или втекающее в резервуарный канал 42 и резервуар 44 количество рабочей среды, циркулирующей в циркуляционном канале 32, таким образом, что циркулирующее количество увеличивается или уменьшается в зависимости от увеличения или уменьшения скорости потока первой выпускаемой текучей среды. Согласно данному варианту осуществления, регулирующая циркулирующее количество секция 50 включает датчик скорости потока 18, первый двухпозиционный клапан 51, второй двухпозиционный клапан 52, первый насос 53, второй насос 54 и блок управления 55.
[0029] Датчик скорости потока 18 представляет собой датчик, способный измерять скорость потока первой выпускаемой текучей среды. Согласно данному варианту осуществления, датчик скорости потока 18 устанавливается в выпускном канале 12, который соединяет сепаратор 22 и холодильник 24. Однако датчики скорости потока 18 могут устанавливаться как в выпускном канале 13, через который первая выпускаемая текучая среда выпускается из холодильника 24 в окружающую среду, так и во вторичном впускном канале 14, через который возвращается в сепаратор 22 первая выпускаемая текучая среда, вытекающая из холодильника 24. В данном случае скорость потока первой выпускаемой текучей среды вычисляется на основании суммы результатов измерения датчиков скорости потока 18.
[0030] Первый двухпозиционный клапан 51 устанавливается в части, расположенной выше по потоку относительно части, в которой находится резервуар 44 в резервуарном канале 42. Второй двухпозиционный клапан 52 устанавливается в части, расположенной ниже по потоку относительно части, в которой находится резервуар 44 в резервуарном канале 42. Первый двухпозиционный клапан 51 и второй двухпозиционный клапан 52 являются закрытыми, и в результате этого часть между первым двухпозиционным клапаном 51 и вторым двухпозиционным клапаном 52 в резервуарном канале 42 отсекается от циркуляционного канала 32.
[0031] Первый насос 53 устанавливается в части между первым двухпозиционным клапаном 51 и резервуаром 44 в резервуарном канале 42. Первый насос 53 сжимает рабочую среда в жидком состоянии до заданного давления и направляет рабочую среду ниже по потоку (в сторону резервуара 44) относительно первого насоса 53 в резервуарном канале 42. Таким образом, первый насос 53 представляет собой насос, под действием которого рабочая среда в жидком состоянии из циркуляционного канала 32 втекает в резервуарный канал 42 и резервуар 44. Следует отметить, что первый насос 53 может быть установлен в части, расположенной выше по потоку относительно первого двухпозиционного клапана 51 в резервуарном канале 42.
[0032] Второй насос 54 устанавливается в части между резервуаром 44 и вторым двухпозиционным клапаном 52 в резервуарном канале 42. Второй насос 54 сжимает рабочую среду в жидком состоянии до заданного давления и направляет рабочую среду вниз по потоку (в сторону второго двухпозиционного клапана 52) относительно второй насос 54 в резервуарном канале 42. Таким образом, второй насос 54 представляет собой насос, под действием которого рабочая среда в жидком состоянии из резервуарного канала 42 и резервуара 44 вытекает в циркуляционный канал 32. Следует отметить, что второй насос 54 может быть установлен в части, расположенной ниже по потоку относительно второго двухпозиционного клапана 52 в резервуарном канале 42.
[0033] В качестве первого насоса 53 и второго насоса 54 используется центробежный насос, включающий рабочее колесо в качестве ротор, шестеренчатый насос, в котором ротор состоит из пары шестерен, и т. д. Первый насос 53 и второй насос 54, соответственно, имеют такую конфигурацию, которая обеспечивает работу при любой скорости вращения.
[0034] К блоку управления 55 присоединяются датчик скорости потока 18, первый двухпозиционный клапан 51, второй двухпозиционный клапан 52, первый насос 53, второй насос 54, детектор 44a и компрессор 34. Блок управления 55 регулирует открывание и закрывание двухпозиционных клапанов 51 и 52, скорости вращения насосов 53 и 54, а также скорость вращения компрессора 34, чтобы циркулирующее количество увеличивалось, когда увеличивается скорость потока первой выпускаемой текучей среды (результат измерения датчика скорости потока 18), циркулирующее количество уменьшалось, когда уменьшается скорость потока первой выпускаемой текучей среды.
[0035] Процедура работы блока управления 55 разъясняется со ссылкой на фиг. 2.
[0036] Когда дистилляционное устройство приводится в действие, блок управления 55 измеряет результат измерения датчика скорости потока 18 (стадия ST11) и определяет, на основании результата измерения, стандартное значение (далее называется термином "пороговое значение QL-SV") циркулирующего количества циркулирующей рабочей среды в циркуляционном канале 32 (стадия ST12). Пороговое значение QL-SV представляет собой количество, в котором рабочая среда способна принимать максимально возможное количество тепловой энергии от первой выпускаемой текучей среды в холодильнике 24. Пороговое значение QL-SV желательно представляет собой количество, в котором рабочая среда осуществляет теплообмен практически только скрытого тепла с первой выпускаемой текучей средой в холодильнике 24 (рабочая среда в жидком состоянии втекает в холодильник 24 и вытекает из холодильника 24 в газообразном состоянии, в котором рабочая среда не является перегретой или является незначительно перегретой). Согласно данному варианту осуществления, в блоке управления 55 заблаговременно содержится информация в отношении оптимального порогового значения QL-SV, которому соответствует результат измерения датчика скорости потока 18. Блок управления 55 определяет пороговое значение QL-SV, соответствующее результату измерения, с использованием данной информации.
[0037] После этого блок управления 55 определяет скорость вращения компрессора 34 таким образом, что циркулирующее количество рабочей среды, циркулирующей в циркуляционном канале 32, может составлять пороговое значение QL-SV (стадия ST13).
[0038] Степень нагревания второй выпускаемой текучей среды в нагревателе 26 иногда оказывается недостаточной только за счет количества тепла, передаваемого нагревателю 26 посредством рабочей среды. В данном случае блок управления 55 определяет скорость потока нагревающей среды, которая поступает в содержащий нагревающую среду канал 27 из внешнего источника, чтобы компенсировать эту недостаточность (стадия ST14). Аналогичным образом, степень охлаждения первой выпускаемой текучей среды в холодильнике 24 иногда оказывается недостаточной только за счет количества тепла, получаемого из холодильника 24 посредством рабочей среды. В данном случае блок управления 55 определяет скорость потока охлаждающей среды, которая поступает в содержащий охлаждающую среду канал 25 из внешнего источника, чтобы компенсировать эту недостаточность (стадия ST15).
[0039] После этого блок управления 55 измеряет содержащееся количество QVS-PV рабочей среды в резервуаре 44 на основании результата измерения детектора 44a и вычитает содержащееся количество QVS-PV из полного количества Qtotal рабочей среды, которое измеряется заблаговременно, и в результате этого вычисляется присутствующее циркулирующее количество QL-PV, которое представляет собой циркулирующее количество рабочей среды, циркулирующей в циркуляционном канале 32 в данный момент времени (стадия ST16).
[0040] После этого блок управления 55 определяет, является ли присутствующее циркулирующее количество QL-PV циркуляционного канала 32 недостаточном, то есть является ли значение, полученное путем вычитания содержащегося количества QVS-PV из полного количества Qtotal рабочей среды, меньше, чем пороговое значение QL-SV (стадия ST17).
[0041] В результате этого, когда присутствующее циркулирующее количество QL-PV является недостаточным (положительный ответ на стадии ST17), блок управления 55 закрывает первый двухпозиционный клапан 51, останавливает первый насос 53, регулирует скорость вращения второго насоса 54 и открывает второй двухпозиционный клапан 52 (стадия ST18). Затем рабочая среда в жидком состоянии, которая содержится в резервуарном канале 42 и резервуаре 44, вытекает в циркуляционный канал 32. Следовательно, циркулирующее количество рабочей среды в циркуляционном канале 32 увеличивается. После этого блок управления 55 осуществляет возврат на стадию ST11.
[0042] С другой стороны, когда присутствующее циркулирующее количество QL-PV не является недостаточный (отрицательный ответ на стадии ST17), блок управления 55 определяет, является ли избыточным присутствующее циркулирующее количество QL-PV, то есть является ли значение, получаемое путем вычитания содержащегося количества QVS-PV из полного количества Qtotal рабочей среды, больше, чем пороговое значение QL-SV (стадия ST19).
[0043] В результате, когда присутствующее циркулирующее количество QL-PV является избыточным (положительный ответ на стадии ST19), блок управления 55 открывает первый двухпозиционный клапан 51, регулирует скорость вращения первого насоса 53, останавливает второй насос 54 и закрывает второй двухпозиционный клапан 52 (стадия ST20). После этого рабочая среда в жидком состоянии втекает в резервуарный канал 42 и резервуар 44 из циркуляционного канала 32. Следовательно, циркулирующее количество рабочей среды в циркуляционном канале 32 уменьшается. После этого, блок управления 55 осуществляет возврат на стадию ST11.
[0044] С другой стороны, когда присутствующее циркулирующее количество QL-PV не является избыточным (отрицательный ответ на стадии ST19), то есть когда присутствующее циркулирующее количество QL-PV и пороговое значение QL-SV совпадают друг с другом, блок управления 55 непосредственно осуществляет возврат на стадию ST11.
[0045] Как разъясняется выше, в дистилляционном устройстве, даже когда возникают колебания скорости потока первой выпускаемой текучей среды, которая вытекает из сепаратора 22, оказывается возможным эффективный сбор тепловой энергии первой выпускаемой текучей среды согласно данным колебаниям. Таким образом, поскольку устройство включает резервуарную секцию 40 (резервуарный канал 42 и резервуар 44) и регулирующую циркулирующее количество секцию 50, даже когда тепловая энергия, которая может приниматься от первой выпускаемой текучей среды согласно увеличению и уменьшению скорости потока первой выпускаемой текучей среды, тепловая энергия первой выпускаемой текучей среды эффективно собирается согласно колебаниям скорости потока.
[0046] Согласно данному варианту осуществления, поскольку циркулирующее количество увеличивается или уменьшается в зависимости от увеличения или уменьшения скорости потока первой выпускаемой текучей среды (результат измерения датчика скорости потока 18), эффективность сбора тепловой энергии первой выпускаемой текучей среды дополнительно повышается. В частности, когда циркулирующее количество увеличивается, таким образом, когда первый двухпозиционный клапан 51 является закрытым и второй двухпозиционный клапан 52 является открытым, второй насос 54 приводится в действие таким образом, что упрощается вытекание рабочей среды из резервуарного канала 42 и резервуара 44 в циркуляционный канал 32. С другой стороны, когда циркулирующее количество уменьшается, таким образом, когда первый двухпозиционный клапан 51 является открытым и второй двухпозиционный клапан 52 является закрытым, первый насос 53 приводится в действие таким образом, что упрощается поступление рабочей среды в резервуарный канал 42 и резервуар 44 из циркуляционного канала 32. Таким образом, циркулирующее количество увеличивается или уменьшается в зависимости от увеличения или уменьшения скорости потока первой выпускаемой текучей среды. Таким образом, эффективность сбора тепловой энергии первой выпускаемой текучей среды дополнительно повышается. Таким образом, согласно данному варианту осуществления, первый насос 53 и второй насос 54 составляют "вспомогательную секцию", которая способствует вытеканию рабочей среды из резервуарной секции 40 в циркуляционный канал 32 или поступлению рабочей среды из циркуляционного канала 32 в резервуарную секцию 40. Следует отметить, что дистилляционное устройство должно включать по меньшей мере один насос из первого насоса 53 и второго насоса 54 и желательно оно включает второй насос 54.
[0047] Согласно данному варианту осуществления, блок управления 55 закрывает первый двухпозиционный клапан 51 и открывает второй двухпозиционный клапан 52, когда циркулирующее количество составляет менее чем пороговое значение QL-SV и открывает первый двухпозиционный клапан 51 и закрывает второй двухпозиционный клапан 52, когда циркулирующее количество составляет более чем пороговое значение QL-SV. Таким образом, циркулирующее количество соответствует пороговому значению QL-SV, которое определяется в любое время на основании результата измерения датчика скорости потока 18. Согласно данному варианту осуществления, в качестве порогового значения QL-SV, устанавливается количество рабочей среды, которое способно принимать максимально возможное количество тепловой энергии от первой выпускаемой текучей среды. Таким образом, дополнительно повышается эффективность сбора тепловой энергии первой выпускаемой текучей среды.
[0048] Согласно данному варианту осуществления, поскольку рабочая среда в жидком состоянии содержится в резервуарной секции 40, увеличивается скорость потока способной содержаться в ней рабочей среды. Таким образом, оказывается возможным содержание рабочей среды в большем количестве, чем в том случае, когда рабочая среда в газообразном состоянии содержится в резервуарной секции 40.
[0049] Кроме того, согласно данному варианту осуществления, поскольку резервуарная секция 40 включает резервуар 44, циркулирующее количество может более гибко соответствовать колебаниям первой выпускаемой текучей среды, и, таким образом, оказывается возможным дополнительное повышение эффективности сбора тепловой энергии первой выпускаемой текучей среды. Следует отметить, что резервуар 44 может отсутствовать.
[0050] Согласно данному варианту осуществления, нагреватель 26 включает содержащий нагревающую среду канал 27. Таким образом, даже когда степень нагревания второй выпускаемой текучей среды в нагревателе 26 является недостаточной только за счет количества тепла, передаваемого нагревателю 26 посредством рабочей среды, оказывается возможной компенсация этой недостаточности посредством введения нагревающей среды из внешнего источника в нагреватель 26.
[0051] Согласно данному варианту осуществления, холодильник 24 включает содержащий охлаждающую среду канал 25. Таким образом, даже когда степень охлаждения первой выпускаемой текучей среды в холодильнике 24 является недостаточным только за счет количества тепла, полученного от холодильника 24 посредством рабочей среды, оказывается возможной компенсация этой недостаточности посредством введения охлаждающей среды из внешнего источника в холодильник 24.
[0052] (Второй вариант осуществления)
Далее дистилляционное устройство согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения описывается со ссылкой на фиг. 3-5. Следует отметить, что для второго варианта осуществления разъясняются только те части, которые отличаются от частей согласно первому варианту осуществления. Разъяснение конструкций, операций и эффектов, которые являются такими же, как конструкции, операции и эффекты согласно первому варианту осуществления, не приводится.
[0053] Согласно данному варианту осуществления, дистилляционное устройство дополнительно включает датчик уровня жидкости 24a, установленный в холодильнике 24, третий двухпозиционный клапан 28, установленный в содержащем охлаждающую среду канале 25, четвертый двухпозиционный клапан 29, установленный в содержащем нагревающую среду канале 27, датчик давления 32a и пятый двухпозиционный клапан 33, установленные в циркуляционном канале 32, и шестой двухпозиционный клапан 39, установленный в канале 38, который соединяет разделяющий газовую и жидкую фазы сепаратор 37 и резервуар 44. Датчик уровня жидкости 24a измеряет количество рабочей среды, содержащейся в жидком состоянии в холодильнике 24. Пятый двухпозиционный клапан 33 устанавливается в части между разделяющим газовую и жидкую фазы сепаратором 37 и компрессором 34 в циркуляционном канале 32. Датчик давления 32a устанавливается в части между разделяющим газовую и жидкую фазы сепаратором 37 и пятым двухпозиционным клапаном 33 в циркуляционном канале 32.
[0054] Процедура работы блока управления 55 в течение включения (в течение пуска) теплосборного контура 30 в дистилляционном устройстве согласно данному варианту осуществления разъясняется со ссылкой на фиг. 4. В состоянии перед включением теплосборного контура 30 компрессор 34, первый насос 53, и второй насос 54 останавливаются, а пятый двухпозиционный клапан 33 и шестой двухпозиционный клапан 39 являются закрытыми. Третий двухпозиционный клапан 28 открывается, чтобы охлаждалась первая выпускаемая текучая среда в холодильнике 24.
[0055] В этом состоянии сначала блок управления 55 считывает результат измерения QTOP датчика скорости потока 18 (стадия ST31) и определяет, является ли результат измерения QTOP больше, чем установленное заблаговременно рабочее значение QST (стадия ST32). Рабочее значение QST представляет собой количество, при котором может работать теплосборный контур 30, то есть количество рабочей среды, способное передавать тепловую энергию первой выпускаемой текучей среды второй выпускаемой текучей среде, чтобы приводить в действие компрессор 34.
[0056] Когда результат измерения QTOP равняется или составляет менее чем рабочее значение QST (отрицательный ответ на стадии ST32), блок управления 55 осуществляет возврат на стадию ST31. С другой стороны, когда результат измерения QTOP составляет более чем рабочее значение QST (положительный ответ на стадии ST32), блок управления 55 закрывает третий двухпозиционный клапан 28 (стадия ST33) и открывает шестой двухпозиционный клапан 39 (стадия ST34). Третий двухпозиционный клапан 28 закрывается, потому что охлаждение первой выпускаемой текучей среды обеспечивается рабочей средой в жидком состоянии в холодильнике 24. Шестой двухпозиционный клапан 39 открывается, чтобы выпускать в резервуар 44 рабочую среду в жидком состоянии, которая накапливается в разделяющем газовую и жидкую фазы сепараторе 37.
[0057] После этого блок управления 55 считывает результат измерения L2 датчика уровня жидкости 24a (стадия ST35) и определяет, является ли результат измерения L2 больше, чем установленное заблаговременно стандартное количество LST (стадия ST36). Стандартное количество LST представляет собой количество, в котором получается рабочая среда в газообразном состоянии в таком количестве, что она способна устойчиво вращать компрессор 34 (при скорости вращения, которая равняется или составляет более чем нижняя предельная скорость вращения NMIN).
[0058] Когда результат измерения L2 равняется или составляет менее чем стандартное количество LST (отрицательный ответ на стадии ST36), блок управления 55 регулирует скорость вращения второго насоса 54 и открывает второй двухпозиционный клапан 52 (стадия ST37), и после этого осуществляется возврат на стадию ST35. Затем рабочая среда в жидком состоянии вытекает из резервуара 44 в циркуляционный канал 32. Следовательно, количество рабочей среды в жидком состоянии в холодильнике 24 увеличивается.
[0059] С другой стороны, когда результат измерения L2 составляет более чем стандартное количество LST (положительный ответ на стадии ST36), блок управления 55 останавливает второй насос 54 и закрывает второй двухпозиционный клапан 52 (стадия ST37).
[0060] После этого блок управления 55 закрывает шестой двухпозиционный клапан 39 (стадия ST39). Блок управления 55 закрывает шестой двухпозиционный клапан 39, чтобы прекратить сообщение между разделяющим газовую и жидкую фазы сепаратором 37 и резервуаром 44, и в результате этого рабочая среда накапливается в газообразном состоянии в пространстве между холодильником 24 и пятым двухпозиционным клапаном 33 в циркуляционном канале 32.
[0061] После этого блок управления 55 считывает результат измерения PV датчика давления 32a (стадия ST40) и определяет, является ли результат измерения PV больше, чем установленное заблаговременно нижнее предельное давление PMIN, и меньше, чем установленное заблаговременно верхнее предельное давление PMAX (стадия ST41).
[0062] В результате, когда результат измерения PV равняется или составляет менее чем нижнее предельное давление PMIN и равняется или составляет более чем верхнее предельное давление PMAX (отрицательный ответ на стадии ST41), блок управления 55 возвращается на стадию ST40. С другой стороны, когда результат измерения PV составляет более чем нижнее предельное давление PMIN и менее чем верхнее предельное давление PMAX (положительный ответ на стадии ST41), блок управления 55 открывает пятый двухпозиционный клапан 33 и приводит в действие компрессор 34 (стадия ST42). Следовательно, приводится в действие теплосборный контур 30. После этого блок управления 55 осуществляет переключение на стадию ST11.
[0063] Далее процедура работы блока управления 55 в течение выключения (в течение остановки) теплосборного контура 30 разъясняется со ссылкой на фиг. 5. В следующем разъяснении стадии, которые являются такими же, как стадии в процедуре работы блока управления 55 согласно первому варианту осуществления, обозначаются такими же условными номерами, как условные номера согласно первому варианту осуществления, и разъяснение данных стадий не приводится.
[0064] Блок управления 55 определяет скорость вращения NC компрессора 34 (стадия ST13) и после этого определяет, является ли скорость вращения NC больше, чем нижняя предельная скорость вращения NMIN (стадия ST51). Нижняя предельная скорость вращения NMIN составляет нижнее предельное значение в интервале скоростей вращения, при которых компрессор 34 может устойчиво вращаться.
[0065] Когда скорость вращения NC составляет более чем нижняя предельная скорость вращения NMIN (положительный ответ на стадии ST51), блок управления 55 осуществляет переключение на стадию ST14. Процедура работы от стадии ST14 до стадии ST20 является такой же, как процедура работы согласно первому варианту осуществления. Таким образом, разъяснение этой процедуры управления не приводится.
[0066] С другой стороны, когда скорость вращения NC равняется или составляет менее чем нижняя предельная скорость вращения NMIN (отрицательный ответ на стадии ST51), блок управления 55 останавливает компрессор 34 (стадия ST52). Блок управления 55 определяет скорость потока нагревающей среды, которая поступает в нагреватель 26 и открывает четвертый двухпозиционный клапан 29 при скорости потока на уровне открывания (стадия ST53). Блок управления 55 определяет скорость потока охлаждающей среды, которая поступает в холодильник 24, и открывает третий двухпозиционный клапан 28 при скорости потока на уровне открывания (стадия ST54).
[0067] После этого блок управления 55 приводит в действие первый насос 53 до тех пор, пока результат измерения L1 детектора 44a не достигает верхнего предельного значения, которое устанавливается заблаговременно (стадия ST56). Следовательно, теплосборный контур 30 выключается в состоянии, в котором в резервуаре 44 содержится заданное количество рабочей среды в жидком состоянии.
[0068] Выключение теплосборного контура 30, которое разъясняется выше, может осуществляться вручную. В данном случае компрессор 34 останавливается посредством нажатия управляющей кнопки (не проиллюстрирована на чертеже) для ручного приведения в действие и выключения компрессора 34. Процедура работы блока управления 55 после остановки компрессора 34 является такой же, как процедура от стадии ST53 до стадии ST56.
[0069] Как разъясняется выше, согласно данному варианту осуществления, блок управления 55 приводит в действие компрессор 34, когда результат измерения QTOP датчика скорости потока 18 составляет более чем рабочее значение QST. Таким образом, теплосборный контур 30 автоматически приводится в действие (включается), когда результат измерения QTOP составляет более чем рабочее значение QST. Таким образом, оказывается возможным более эффективный сбор тепловой энергии первой выпускаемой текучей среды.
[0070] Более конкретно, блок управления 55 приводит в действие компрессор 34, когда результат измерения QTOP составляет более чем рабочее значение QST, и результат измерения L2 датчика уровня жидкости 24a составляет более чем стандартное количество LST. Таким образом, компрессор 34 приводится в действие после того, как обеспечивается достаточное количество рабочей среды в жидком состоянии, которая испаряется за счет получения тепловой энергии от первой выпускаемой текучей среды в холодильнике 24, то есть количество рабочей среды в газообразном состоянии, которая втекает в компрессор 34 после испарения в холодильнике 24. Таким образом, стабилизуется пуск теплосборного контура 30.
[0071] Блок управления 55 останавливает компрессор 34, когда скорость вращения NC компрессора 34 составляет менее чем нижняя предельная скорость вращения NMIN. Таким образом, теплосборный контур 30 автоматически выключается (останавливается), когда скорость вращения NC компрессора 34 составляет менее чем нижняя предельная скорость вращения NMIN. Таким образом, поскольку обеспечивается устойчивое рабочее состояние компрессора 34, оказывается возможным предотвращение приведения теплосборного контура 30 в неустойчивое состояние.
[0072] Следует отметить, что варианты осуществления, которые описываются в настоящем документе, должны рассматриваться как иллюстративные и неограничительные во всех аспектах. Объем настоящего изобретения определяется формулой изобретения, а не представленным выше описанием вариантов осуществления, и включает все изменения в пределах значений и объемов, эквивалентных формуле изобретения.
[0073] Например, согласно вариантам осуществления, разъясняется пример, в котором блок управления 55 определяет пороговое значение QL-SV, соответствующее результату измерения датчика скорости потока 18 в любое время, посредством ссылки на данные, содержащиеся в блоке управления 55. Однако способ определения порогового значения QL-SV не ограничивается этим. Например, в качестве порогового значения QL-SV конкретное установленное значение может определяться на основании интервала колебаний первой выпускаемой текучей среды, полного количества Qtotal и т. д. В данном случае блок управления 55 может закрывать первый двухпозиционный клапан 51 и открывать второй двухпозиционный клапан 52, когда результат измерения датчика скорости потока 18 составляет более чем установленное значение. Блок управления 55 может открывать первый двухпозиционный клапан 51 и закрывать второй двухпозиционный клапан 52, когда результат измерения составляет менее чем установленное значение.
[0074] Далее приводится общее разъяснение вариантов осуществления.
[0075] Дистилляционное устройство согласно вариантам осуществления включает: сепаратор, который разделяет впускаемую текучую среду, включающую первый компонент и второй компонент, на первую выпускаемую текучую среду, включающую первый компонент, и вторую выпускаемую текучую среду, включающую второй компонент; холодильник для охлаждения первой выпускаемой текучей среды, которая вытекает из сепаратора; нагреватель для нагревания второй выпускаемой текучей среды, которая вытекает из сепаратора; и теплосборный контур, который включает рабочую среду и передает тепловую энергию, полученную от первой выпускаемой текучей среды в результате теплообмена рабочей среды с первой выпускаемой текучей средой в холодильнике, второй выпускаемой текучей среде в результате теплообмена рабочей среды со второй выпускаемой текучей средой в нагревателе, в котором теплосборный контур включает: циркуляционный канал, который соединяет холодильник и нагреватель и обеспечивает циркуляцию рабочей среды; компрессор, который осуществляет теплообмен с первой выпускаемой текучей средой в холодильнике и в результате этого сжимать рабочую среду после получения тепловой энергии от первой выпускаемой текучей среды; расширительный механизм, который осуществляет теплообмен со второй выпускаемой текучей средой в нагревателе и в результате этого расширяет рабочую среду после передачи тепловой энергии второй выпускаемой текучей среде; резервуарную секцию, присоединенную к циркуляционному каналу и способную сохранять рабочую среду в жидком состоянии; и регулирующую циркулирующее количество секцию, которая регулирует циркулирующее количество, которое представляет собой полное количество рабочей среды, циркулирующей в циркуляционном канале, причем регулирующая циркулирующее количество секция регулирует вытекающее в циркуляционный канал количество рабочей среды, которое содержится в резервуарной секции, или втекающее в резервуарную секцию количество рабочей среды, которое циркулирует в циркуляционном канале, таким образом, что циркулирующее количество увеличивается или уменьшается в зависимости от увеличения или уменьшения скорости потока первой выпускаемой текучей среды.
[0076] В данном устройстве тепловая энергия первой выпускаемой текучей среды, которая вытекает из сепаратора, не передается непосредственно второй выпускаемой текучей среде самой первой выпускаемой текучей средой, но косвенно передается второй выпускаемой текучей среде посредством рабочей среды, циркулирующей в циркуляционном канале. В частности, тепловая энергия первой выпускаемой текучей среды собирается рабочей средой в процессе теплообмена с первой выпускаемой текучей средой и рабочей средой в холодильнике и после этого передается второй выпускаемой текучей среде в процессе теплообмена рабочей среды и второй выпускаемой текучей среды в нагревателе. Таким образом, в данном устройстве первая выпускаемая текучая среда сама не сжимается компрессором в качестве среды, обеспечивающей обмен тепловой энергией, рабочая среда, которая циркулирует в циркуляционном канале, сжимается компрессором в качестве теплообменной среды. Таким образом, даже когда первая выпускаемая текучая среда включает компонент, непосредственное сжатие которого оказывается затруднительным, в качестве первого компонента, становится возможным эффективный сбор тепловой энергии первой выпускаемой текучей среды посредством рабочей среды (уменьшение тепловой энергии, передаваемой нагревателю).
[0077] Кроме того, даже когда возникают колебания скорости потока первой выпускаемой текучей среды, которая вытекает из сепаратора, оказывается возможным эффективный сбор тепловой энергии первой выпускаемой текучей среды согласно колебание. Таким образом, хотя тепловая энергия, которая может собираться из первой выпускаемой текучей среды, также увеличивается или уменьшается в зависимости от увеличения или уменьшения скорости потока первой выпускаемой текучей среды, поскольку устройство включает резервуарную секцию, способную сохранять рабочую среду в жидком состоянии и регулирующая циркулирующее количество секция, которая регулирует циркулирующее количество, тепловая энергия первой выпускаемой текучей среды эффективно собирается в соответствии с колебаниями скорости потока первой выпускаемой текучей среды. Более конкретно, поскольку рабочая среда в жидком состоянии содержится в резервуарной секции, оказывается возможным содержание рабочей среды в большем количестве, чем в том случае, когда рабочая среда в газообразном состоянии содержится в резервуарной секции. Таким образом, оказывается возможным гибкое устранение больших колебаний скорости потока первой выпускаемой текучей среды.
[0078] В данном случае оказывается желательным, что резервуарная секция включает резервуарный канал, присоединенный к циркуляционному каналу, который проходит параллельно части, где рабочая среда в жидком состоянии протекает в циркуляционном канале, причем регулирующая циркулирующее количество секция включает: первый двухпозиционный клапан, установленный в резервуарном канале; второй двухпозиционный клапан, установленный в части, расположенной ниже по потоку, чем часть, где первый двухпозиционный клапан устанавливается в резервуарном канале; датчик скорости потока, который способен измерять скорость потока первой выпускаемой текучей среды, втекающей в холодильник, или скорость потока первой выпускаемой текучей среды, вытекающей из холодильника; и блок управления, который регулирует открывание и закрывание первого двухпозиционного клапана и второго двухпозиционного клапана в зависимости от результата измерения датчика скорости потока, и блок управления закрывает первый двухпозиционный клапан и открывает второй двухпозиционный клапан или открывает первый двухпозиционный клапан и закрывает второй двухпозиционный клапан таким образом, что циркулирующее количество увеличивается или уменьшается в зависимости от увеличения или уменьшения результата измерения.
[0079] Следовательно, оказывается возможным регулирование циркулирующего количества в зависимости от скорости потока первой выпускаемой текучей среды посредством простой конфигурации, в которой предусматриваются два двухпозиционных клапана, которые отсекают резервуарный канал от циркуляционного канала, датчик скорости потока, который измеряет скорость потока первой выпускаемой текучей среды, и блок управления, который регулирует открывание и закрывание двухпозиционных клапанов.
[0080] В данном случае оказывается предпочтительным, что регулирующая циркулирующее количество секция дополнительно включает вспомогательную секцию, которая способствует вытеканию рабочей среды в жидком состоянии из резервуарного канала в циркуляционный канал, когда первый двухпозиционный клапан является закрытым, и второй двухпозиционный клапан является открытым, и способствует втеканию рабочей среды в жидком состоянии из циркуляционного канала в резервуарный канал, когда первый двухпозиционный клапан является открытым, и второй двухпозиционный клапан является закрытым.
[0081] Следовательно, поскольку циркулирующее количество плавно увеличивается или уменьшается в зависимости от увеличения или уменьшения скорости потока первой выпускаемой текучей среды (результат измерения датчика скорости потока), дополнительно повышается эффективность сбора тепловой энергии первой выпускаемой текучей среды. В частности, когда увеличивается циркулирующее количество, то есть когда первый двухпозиционный клапан является закрытым, и второй двухпозиционный клапан является открытым, вспомогательная секция способствует вытеканию рабочей среды в жидком состоянии из резервуарного канала в циркуляционный канал. С другой стороны, когда уменьшается циркулирующее количество, то есть когда первый двухпозиционный клапан является открытым, и второй двухпозиционный клапан является закрытым, вспомогательная секция способствует втеканию рабочей среды в жидком состоянии из циркуляционного канала в резервуарный канал. Таким образом, циркулирующее количество плавно увеличивается или уменьшается в зависимости от увеличения или уменьшения скорости потока первой выпускаемой текучей среды. Таким образом, дополнительно повышается эффективность сбора тепловой энергии первой выпускаемой текучей среды.
[0082] В данном устройстве оказывается предпочтительным, что блок управления закрывает первый двухпозиционный клапан и открывает второй двухпозиционный клапан, когда циркулирующее количество составляет менее чем пороговое значение, которое определяется на основании результата измерения, и открывает первый двухпозиционный клапан и закрывает второй двухпозиционный клапан, когда циркулирующее количество составляет более чем пороговое значение.
[0083] Следовательно, циркулирующее количество соответствует пороговому значению, которое определяется в любое время на основании результата измерения датчика скорости потока. Таким образом, количество рабочей среды, посредством которой становится возможным сбор максимально возможного количества тепловой энергии от первой выпускаемой текучей среды, устанавливается в качестве порогового значения, и в результате этого дополнительно повышается эффективность сбора тепловой энергии первой выпускаемой текучей среды.
[0084] В данном устройстве оказывается предпочтительным, что резервуарная секция дополнительно включает резервуар, который устанавливается в части между первым двухпозиционным клапаном и вторым двухпозиционным клапаном в резервуарном канале и сохраняет рабочую среду в жидком состоянии.
[0085] Следовательно, оказывается возможным содержание рабочей среды в большем количестве. Таким образом, циркулирующее количество может более гибко следовать колебаниям в первой выпускаемой текучей среде, и, таким образом, оказывается возможным дополнительное повышение эффективности сбора тепловой энергии первой выпускаемой текучей среды.
[0086] В данном устройстве оказывается предпочтительным, что нагреватель включает содержащий нагревающую среду канал, способный присоединяться к подающему нагревающую среду каналу для введения нагревающей среды в нагреватель.
[0087] Следовательно, даже когда степень нагревания второй выпускаемой текучей среды в нагревателе является недостаточной только за счет количества тепла, которое вводится в нагреватель посредством рабочей среды, оказывается возможной компенсация этой недостаточности посредством введения нагревающей среды из внешнего источника в нагреватель.
[0088] В данном устройстве оказывается предпочтительным, что холодильник включает содержащий охлаждающую среду канал, способный присоединяться к подающему охлаждающую среду каналу для введения охлаждающей среды в холодильник.
[0089] Следовательно, даже когда степень охлаждения первой выпускаемой текучей среды в холодильнике является недостаточной только за счет количества тепла, которое собирается из холодильника посредством рабочей среды, оказывается возможной компенсация этой недостаточности посредством введения охлаждающей среды из внешнего источника в холодильник.
[0090] В данном устройстве оказывается предпочтительным, что блок управления приводит в действие компрессор, когда результат измерения датчика скорости потока составляет более чем рабочее значение, установленное заблаговременно.
[0091] Следовательно, теплосборный контур автоматически приводится в действие (включается), когда результат измерения датчика скорости потока составляет более чем рабочее значение. Таким образом, оказывается возможным более эффективный сбор тепловой энергии первой выпускаемой текучей среды.
[0092] В данном случае оказывается предпочтительным, что теплосборный контур дополнительно включает датчик уровня жидкости, который способен измерять количество рабочей среды, содержащейся в жидком состоянии в холодильнике, и блок управления приводит в действие компрессор, когда результат измерения датчика скорости потока составляет более чем рабочее значение и результат измерения датчика уровня жидкости составляет более чем стандартное количество, установленное заблаговременно.
[0093] Следовательно, компрессор приводится в действие после того, как обеспечивается в достаточном количестве рабочая среда в жидком состоянии, которая испаряется за счет тепловой энергии, полученной от первой выпускаемой текучей среды в холодильнике, то есть обеспечивается в достаточном количестве рабочая среда в газообразном состоянии, которая втекает в компрессор после испарения в холодильнике. Таким образом, стабилизируется пуск теплосборного контура.
[0094] В данном устройстве оказывается предпочтительным, что блок управления останавливает компрессор, когда скорость вращения компрессора составляет менее чем нижняя предельная скорость вращения, установленный заблаговременно.
[0095] Следовательно, теплосборный контур автоматически выключается (останавливается), когда скорость вращения компрессора составляет менее чем нижняя предельная скорость вращения. Таким образом, оказывается возможным предотвращение приведения теплосборного контура в неустойчивое состояние, например, посредством установления в качестве нижней предельной скорости вращения такой скорости вращения, при которой становится затруднительным обеспечение устойчивого рабочего состояния.
1. Дистилляционное устройство, содержащее:
сепаратор, выполненный с возможностью разделения впускаемой текучей среды, включающей первый компонент и второй компонент, на первую выпускаемую текучую среду, включающую первый компонент, и вторую выпускаемую текучую среду, включающую второй компонент;
холодильник для охлаждения первой выпускаемой текучей среды, которая вытекает из сепаратора;
нагреватель для нагревания второй выпускаемой текучей среды, которая вытекает из сепаратора; и
теплосборный контур, выполненный с возможностью нахождения в нем рабочей среды и передачи тепловой энергии, полученной от первой выпускаемой текучей среды в результате теплообмена рабочей среды с первой выпускаемой текучей средой в холодильнике, второй выпускаемой текучей среде в результате теплообмена рабочей среды со второй выпускаемой текучей средой в нагревателе, причем:
теплосборный контур включает: циркуляционный канал, выполненный с возможностью соединения холодильника и нагревателя и обеспечения циркуляции рабочей среды; компрессор, который сжимает рабочую среду после того, как она получает тепловую энергию от первой выпускаемой текучей среды посредством осуществления теплообмена с первой выпускаемой текучей средой в холодильнике; расширительный механизм, выполненный с возможностью расширения рабочей среды после того, как она передает тепловую энергию второй выпускаемой текучей среде посредством осуществления теплообмена со второй выпускаемой текучей средой в нагревателе; резервуарную секцию, присоединенную к циркуляционному каналу и способную сохранять рабочую среду в жидком состоянии; и секцию, регулирующую циркулирующее количество текучей среды, выполненную с возможностью регулирования циркулирующего количества текучей среды, которое представляет собой суммарное количество рабочей среды, циркулирующей в циркуляционном канале, причем
секция, регулирующая циркулирующее количество текучей среды, выполнена с возможностью регулировки вытекающего в циркуляционный канал количества рабочей среды, которое содержится в резервуарной секции, или с возможностью регулировки количества рабочей среды, втекающего в резервуарную секцию, которое циркулирует в циркуляционном канале, таким образом, что циркулирующее количество рабочей среды увеличивается или уменьшается в зависимости от увеличения или уменьшения скорости потока первой выпускаемой текучей среды.
2. Дистилляционное устройство по п. 1, в котором:
резервуарная секция включает резервуарный канал, присоединенный к циркуляционному каналу, который проходит параллельно части, где рабочая среда в жидком состоянии протекает в циркуляционном канале,
регулирующая циркулирующее количество секция включает: первый двухпозиционный клапан, установленный в резервуарном канале; второй двухпозиционный клапан, установленный в части, расположенной ниже по потоку, чем часть, в которой первый двухпозиционный клапан установлен в резервуарном канале; датчик скорости потока, который способен измерять скорость потока первой выпускаемой текучей среды, втекающей в холодильник, или скорость потока первой выпускаемой текучей среды, вытекающей из холодильника; и блок управления, который регулирует открывание и закрывание первого двухпозиционного клапана и второго двухпозиционного клапана в зависимости от результата измерения датчика скорости потока, и
блок управления, выполненный с возможностью закрытия первого двухпозиционного клапана и открытия второго двухпозиционного клапана или открытия первого двухпозиционного клапана и закрытия второго двухпозиционного клапана таким образом, что циркулирующее количество увеличивается или уменьшается в зависимости от увеличения или уменьшения результата измерения.
3. Дистилляционное устройство по п. 2, в котором регулирующая циркулирующее количество секция дополнительно включает вспомогательную секцию, которая способствует вытеканию рабочей среды в жидком состоянии из резервуарного канала в циркуляционный канал, когда первый двухпозиционный клапан является закрытым и второй двухпозиционный клапан является открытым, и способствует втеканию рабочей среды в жидком состоянии из циркуляционного канала в резервуарный канал, когда первый двухпозиционный клапан является открытым и второй двухпозиционный клапан является закрытым.
4. Дистилляционное устройство по п. 2 или 3, в котором блок управления закрывает первый двухпозиционный клапан и открывает второй двухпозиционный клапан, когда циркулирующее количество составляет менее чем пороговое значение, которое определяется на основании результата измерения, и открывает первый двухпозиционный клапан и закрывает второй двухпозиционный клапан, когда циркулирующее количество составляет более чем пороговое значение.
5. Дистилляционное устройство по п. 2, в котором резервуарная секция дополнительно включает резервуар, который устанавливается в части между первым двухпозиционным клапаном и вторым двухпозиционным клапаном в резервуарном канале и сохраняет рабочую среду в жидком состоянии.
6. Дистилляционное устройство по п. 1, в котором нагреватель включает содержащий нагревающую среду канал, способный присоединяться к подающему нагревающую среду каналу для введения нагревающей среды в нагреватель.
7. Дистилляционное устройство по п. 1, в котором холодильник включает содержащий охлаждающую среду канал, способный присоединяться к подающему охлаждающую среду каналу для введения охлаждающей среды в холодильник.
8. Дистилляционное устройство по п. 1, в котором блок управления приводит в действие компрессор, когда результат измерения датчика скорости потока составляет более чем рабочее значение, установленное заблаговременно.
9. Дистилляционное устройство по п. 8, в котором теплосборный контур дополнительно включает датчик уровня жидкости, который способен измерять количество рабочей среды, содержащейся в жидком состоянии в холодильнике, и
блок управления приводит в действие компрессор, когда результат измерения датчика скорости потока составляет более чем рабочее значение и результат измерения датчика уровня жидкости составляет более чем стандартное количество, установленное заблаговременно.
10. Дистилляционное устройство по п. 1, в котором блок управления останавливает компрессор, когда скорость вращения компрессора составляет менее чем нижняя предельная скорость вращения, установленная заблаговременно.
